【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及宽频电压检测，特别是涉及一种宽频电压信号监测方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、在电力系统中，高精度的数据采集、测量等是智能电网管理的重要环节。比如智能电能表的数据采集与统计，其会由于各方面的因素而存在一定的计算误差，这些误差会影响到供电和用电质量。专利cn112346000b提出了针对智能电能表运行误差的数据统计处理方法，以便实现更准确的系统监控。
2、对宽频电压的测量，高精度的宽频电压测量结果对电压信号进行准确分析和判断的应用非常关键，例如电力系统监测和仪器测量。宽频电压信号是指在广泛的频率范围内变化的电压信号，不局限于特定的频率，而是包含多个频率成分，可以包括各种频率的正弦波、方波、脉冲等，具体的频率范围取决于应用需求。
3、宽频电压信号常用于测试、测量和通信等领域，例如频谱分析、声音处理和无线电传输等。但是目前的宽频电压测量和监测结果都不够准确。目前的宽频电压测量和监测主要采用宽频率、宽量程、高精度、高阻抗、高抗扰的仪器实现，对测试仪器要求非常高，造成实施成本高、实现难度大的现象。市场上逐渐出现一些改进型的措施，比如通过电压传感器接收电压信号经过模块转化进行测量等，但是测试的效率和精度没有达到理想的效果。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种宽频电压信号监测方法、系统、设备及存储介质，将宽频电压信号转换为频域信号，对频域信号计算幅度谱或能量谱作为频谱结果，获取不同频率上的幅度分布或能量分布，根据采样频率和频域
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种宽频电压信号监测方法，包括：
4、根据设定的采样频率获取宽频电压信号；
5、将宽频电压信号转换为频域信号，对频域信号计算幅度谱或能量谱作为频谱结果，以获取不同频率上的幅度分布或能量分布；
6、根据采样频率和频域信号长度得到频率分辨率，根据频率分辨率和频域信号长度标定频率轴上每个点对应的频率值，由此将频谱结果可视化为频谱图；
7、检测频谱图上的峰值点，并获取对应的频率及频率对应的幅度值或能量值；
8、根据峰值点的特征值和已知背景噪声水平估计信噪比，根据信噪比与设定阈值的比较结果，判断宽频电压信号是否存在异常。
9、作为可选择的实施方式，将宽频电压信号转换为频域信号的过程包括：对宽频电压信号按照二进制位逆序排列进行重新排列，对重新排列后的宽频电压信号使用蝶形运算进行频域分解和合并，由此得到频域信号。
10、作为可选择的实施方式，对宽频电压信号转换为频域信号之前进行滤波；包括：将滤波器的传递函数转换为差分方程，对每个采样点根据差分方程的递推关系计算输出值。
11、作为可选择的实施方式，将频谱结果可视化为频谱图的过程包括：
12、根据采样频率和频域信号长度的比值得到的频率分辨率；
13、频率轴的范围是从0到采样频率的一半，频率轴上的第一个点对应的频率为0，频率轴上的后续点的频率为：；其中，为频率点的索引；
14、以频率为横轴，以幅度或能量为纵轴，将频谱结果可视化为频谱图。
15、作为可选择的实施方式，检测频谱图上的峰值点的过程包括：
16、设定平滑窗口，将平滑窗口内的点与对应的高斯权重相乘，并求和后得到平滑后的频谱曲线；
17、在平滑后的频谱曲线上检测局部最大值或局部极大值，并标记为候选峰值点；
18、遍历候选峰值点，比较每个候选峰值点的幅度值或能量值与对应的阈值，若超过对应的阈值，则保留该峰值点，否则剔除；
19、对剩余的候选峰值点经合并操作后，确定最终的峰值点。
20、作为可选择的实施方式，合并操作包括：
21、对剩余的候选峰值点按频率进行排序；
22、若相邻的候选峰值点间的距离小于设定的距离阈值，则合并为一个峰值点，并选择其中幅度或能量较大的点作为代表；
23、若相邻的候选峰值点间的距离不小于距离阈值，则不合并。
24、作为可选择的实施方式，根据峰值点的特征值和已知背景噪声水平估计信噪比的过程包括：根据峰值点的特征值提取信号能量，对已知背景噪声水平估计噪声能量，根据信号能量与噪声能量的比计算信噪比。
25、第二方面，本专利技术提供一种宽频电压信号监测系统，包括：
26、获取模块，被配置为根据设定的采样频率获取宽频电压信号；
27、频谱分析模块，被配置为将宽频电压信号转换为频域信号，对频域信号计算幅度谱或能量谱作为频谱结果，以获取不同频率上的幅度分布或能量分布；
28、标定模块，被配置为根据采样频率和频域信号长度得到频率分辨率，根据频率分辨率和频域信号长度标定频率轴上每个点对应的频率值，由此将频谱结果可视化为频谱图；
29、峰值检测模块，被配置为检测频谱图上的峰值点，并获取对应的频率及频率对应的幅度值或能量值；
30、异常分析模块，被配置为根据峰值点的特征值和已知背景噪声水平估计信噪比，根据信噪比与设定阈值的比较结果，判断宽频电压信号是否存在异常。
31、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
32、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
34、本专利技术对宽频电压信号首先进行信号滤波，确定滤波器的截止频率，以确保滤波器能够保留感兴趣的频率范围，通过差分方程或离散传递函数，对宽频电压信号进行滤波操作，去除噪声和杂散信号。
35、本专利技术对滤波后的宽频电压信号进行频谱分析，由于在某些情况下关注不仅是振幅大小，还会关注信号在不同频率上的能量分布情况，由此对频域信号取其模值（幅度谱）或模值的平方（能量谱）作为频谱结果，以获取不同频率上的幅度分布或能量分布，通过频谱分析了解信号频率特性，识别频率成分和噪声等信息。
36、本专利技术在检测频谱图上的峰值点时，为了减小峰值搜索的误差和噪声的影响，对频谱曲线进行平滑处理，使信号特征更加明显，有助于准确找到峰值；检测到频谱图上的峰值点后，获取对应的频率及频率对应的幅度值或能量值，有助于识别宽频电压信号中的重要成分和变化趋势。
37、在峰值检测时，相邻的峰值点可能对应于同一个实际峰值，或者存在重复的峰值，为了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，将宽频电压信号转换为频域信号的过程包括：对宽频电压信号按照二进制位逆序排列进行重新排列，对重新排列后的宽频电压信号使用蝶形运算进行频域分解和合并，由此得到频域信号。
3.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，对宽频电压信号转换为频域信号之前进行滤波；包括：将滤波器的传递函数转换为差分方程，对每个采样点根据差分方程的递推关系计算输出值。
4.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，将频谱结果可视化为频谱图的过程包括：
5.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，检测频谱图上的峰值点的过程包括：
6.如权利要求5所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，合并操作包括：
7.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，根据峰值点的特征值和已知背景噪声水平估计信噪比的过程包括：根据峰值点的特征值提取信号能量，对已知背景噪声水平估计噪声能量，根据信
8.一种宽频电压信号监测系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，将宽频电压信号转换为频域信号的过程包括：对宽频电压信号按照二进制位逆序排列进行重新排列，对重新排列后的宽频电压信号使用蝶形运算进行频域分解和合并，由此得到频域信号。
3.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，对宽频电压信号转换为频域信号之前进行滤波；包括：将滤波器的传递函数转换为差分方程，对每个采样点根据差分方程的递推关系计算输出值。
4.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，将频谱结果可视化为频谱图的过程包括：
5.如权利要求1所述的一种宽频电压信号监测方法，其特征在于，检测频谱图上的峰值点的过程包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓卉，孙凯，孙艳玲，邢宇，董贤光，杜艳，赵吉福，刘蜜，郭凯旋，法玉宁，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司营销服务中心计量中心，
类型：发明
国别省市：
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